zをp乗して1になる数
z^p=1(zは1でない複素数、pは2以上の整数)
aを複素数とし
b=( (p-1)+(p-2)z+(p-3)z^2+……+z^(p-2) )×a/p
とします
xを任意の複素数とするとき
xz+aは、
bを中心として、複素平面上で反時計回りにxを1/p回転させた値になることに気付きました
証明します
まず、bz+a=b
つまり、zをかけてaを足す操作をしてもbが変わらないことを示します
bz+a
=( (p-1)+(p-2)z+……+z^(p-2) )×a/p×z+a
=a+( (p-1)+(p-2)z+……+z^(p-2) )×a/p×z
=p×a/p+( (p-1)z+(p-2)z^2+……+z^(p-1) )×a/p
=( p+(p-1)z+(p-2)z^2+……+z^(p-1))×a/p
=( (p-1)+(p-2)z+(p-3)z^2+……+z^(p-2)+(1+z+z^2+……+z^(p-1)) )×a/p
=( (p-1)+(p-2)z+(p-3)z^2+……+z^(p-2) )×a/p
(1+z+z^2+……+z^(p-1)=0なので)
=b
となり示せました
任意の複素数xに対して
X=xz+aが、bを中心に複素平面上で反時計回りにxを1/p回転させた値だと示すには
複素数にzをかけると、原点を中心に反時計回りに1/p回転することから、
(x-b)z=X-b
を示せばよいと分かります
X-b
=xz+a-b
=xz-bz( b=bz+aなので)
=(x-b)z
なので真と示せました
任意の複素数にzをp回かけると(z^p=1なので)元の数に戻るように、
任意の複素数に対して「zをかけてaを足す」をp回すると、
bを中心として複素平面上で反時計回りに1(=(1/p)×p)回転するので、元の数に戻ります
それが、至るところ真ん中になるみたいで楽しいなと思います
以上です! お読み頂きありがとうございましたっ!